KR20200044510A

KR20200044510A - 경량화 압축도체 전선의 제조 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20200044510A
Application number: KR1020180125369A
Authority: KR
Inventors: 고재일; 한창남; 박순애; 민수환; 허용국
Original assignee: (주)삼원산업사
Priority date: 2018-10-19
Filing date: 2018-10-19
Publication date: 2020-04-29
Also published as: WO2020080585A1

Abstract

개시된 본 발명에 따른 경량화 압축도체 전선의 제조 방법 및 그 장치 중 경량화 압축도체 전선의 제조 방법은, 전선 원자재를 요구하는 사이즈의 선재로 신선하는 제1 단계; 상기 선재의 신선 과정에서 상기 선재에 1차 열처리를 수행하는 제2 단계; 상기 선재를 여러 가닥으로 꼬아 연선하는 제3 단계; 상기 연선한 선재의 인출시 상기 선재를 압축하는 제4 단계; 및 상기 압축한 선재를 2차로 풀림 열처리 하는 제5 단계;를 포함한다.
본 발명에 의하면, 집합(연선) 공정 이후에 선재 압축공정이 추가되고 선재 압축 후 소둔기를 통해 2차에 걸쳐 열처리 공정이 진행됨으로써 소둔기 내부의 수분 관리와. 선재의 수분 제거가 가능하여 제품의 신뢰성이 확보 가능하며, 압축 및 연선 공정에서 다소 연신율이 감소되는 부분은 후단의 소둔기 작업의 2차 열처리 공정을 통하여 회복이 가능한 효과가 있다.

Description

경량화 압축도체 전선의 제조 방법 및 그 장치 {METHOD FOR MANUFACTURING LIGHTWEIGHT COMPRESSED CONDUCTOR WIRE AND DEVICE THEREOF}

본 발명은 경량화 압축도체 전선의 제조 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차 등에 사용되는 압축도체 전선을 세선화 및 경량화시키는 제조 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전선은 전력 또는 전기신호를 보내기 위해 사용되는 선류를 통틀어 이르는 말이다. 나선(裸線)과 절연전선의 두 종류가 있다. 나선은 일반적으로 구리로 만들며, 단선과 연선으로 다시 나눈다. 절연전선은 나선의 겉을 고무나 에나멜과 같은 절연물질로 둘러싼 것이다.

전선이나 케이블의 종류에는 절연전선, 코드, 고압 케이블, 저압 케이블 및 나전선 등이 있다. 도체로는 동(연동 및 경동), 알루미늄 합금, 동합금 등이 사용된다. 절연체나 보호 피복 재료로는 천연고무, 합성고무, 합성수지 등이 사용되고 있으나 최근에는 합성수지의 발달로 거의 합성수지가 사용되고 있다.

특히, 자동차용 전선(wire)은 자동차의 주행 중 발생되는 진동, 열 및 오일 등의 오염에 의하여 견딜 수 있도록 심선의 유연성과 절연 피복층의 견고성이 요구된다.

자동차용 전선은 절연피복층의 종류에 의하여 AV, AVS, AVSS 등으로 구별이 되고, 심선의 압축정도에 의하여 CAV, CAVSS 등으로 구별된다. 또한, 심선의 유연성에 의하여 AVF 등으로 구별된다.

더욱이, 자동차용 전선의 경우 포설이 용이하도록 제품 외경 감소 및 경량화가 요구되므로 전기적 특성의 표준 규격을 만족하면서도 외경의 감소와 경량화를 달성하는 압축도체의 필요성이 대두되고 있다.

이러한, 압축도체와 관련된 기술이 한국공개특허 제1990-0002349호 및 한국공개특허 제2013-0118097호에 제안된 바 있다.

그러나 특허문헌 1 및 2는 스팀에 의한 열처리 방식을 도입하는 경우 소둔 과정에서 건조기 내부에 수분이 잔류하게 되므로 이에 대한 해결 대책이 요구되고 있다.

한국공개특허 제1990-0002349호(1990.02.28) 한국공개특허 제2013-0118097호(2013.10.29)

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결과제는, 압축도체 전선의 제조시 집합(연선) 공정 이후에 선재의 틈을 없애 공극을 줄이도록 선재 압축공정이 추가되고 선재 압축 후 소둔기를 통해 2차에 걸쳐 열처리 공정이 진행됨으로써 소둔기 내부의 수분 관리와. 선재의 수분 제거가 가능하여 제품의 신뢰성이 확보 가능한 경량화 압축도체 전선의 제조 방법 및 그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 경량화 압축도체 전선의 제조 방법은, 전선 원자재를 요구하는 사이즈의 선재로 신선하는 제1 단계; 상기 선재의 신선 과정에서 상기 선재에 1차 열처리를 수행하는 제2 단계; 상기 선재를 여러 가닥으로 꼬아 연선하는 제3 단계; 상기 연선한 선재의 인출시 경량화 및 세선화를 위해 상기 선재를 압축부에서 압축하는 제4 단계; 및 상기 압축한 선재를 2차로 풀림 열처리 하는 제5 단계;를 포함할 수 있다.

상기 제5 단계는, 상기 압축부에 의해 압축된 상기 선재를 송출하는 단계; 상기 송출된 선재에 통전식으로 전기를 흘려 저항열을 가해주는 방식에 의해 소둔하는 단계; 및 소둔 완료된 상기 선재를 권취하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 선재 소둔 단계 수행시 제1 예열부재 및 제2 예열부재에서 낮은 전압으로 상기 선재에 서서히 열을 가해준 후 질소가스 분위기를 조성하는 밀폐 챔버 내부의 가열부재에서 상기 선재를 완전 가열할 수 있다.

상기 선재 소둔 단계 수행시 상기 선재를 완전 가열한 후에 압축된 선재를 열로 건조하는 단계가 진행될 수 있다.

상기 선재 소둔 단계 수행시 상기 선재를 에어로 건조하는 단계가 진행될 수 있다.

상기 제4 단계 수행시 상기 선재를 압축부 내면에 요철 형태의 구멍을 통과시켜 굴곡을 갖는 표면을 갖도록 할 수 있다.

또한, 본 발명은, 전선 원자재를 요구하는 사이즈의 선재로 신선하는 신선기; 상기 신선기에 설치되어 상기 선재의 신선 과정에서 상기 선재를 1차 열처리하는 제1 열처리부; 상기 신선기와 이웃하게 설치되어 상기 선재를 여러 가닥으로 꼬아 연선하는 연선기; 상기 연선기에 설치되어 선재의 연선 과정에서 경량화 및 세선화를 위해 상기 선재를 압축하는 압축부; 및 상기 연선기와 이웃하게 설치되어 상기 압축된 선재를 2차로 풀림 열처리 하는 소둔기;를 포함할 수 있다.

상기 소둔기는, 상기 압축부에 의해 압축된 상기 선재를 구동력에 의해 회전하는 보빈을 통해 공급하는 송출부; 상기 송출부에서 공급하는 송출되는 선재의 장력을 조절하는 제1 장력 조절부; 상기 제1 장력 조절부에 의해 장력이 조절된 상태로 공급되는 상기 선재를 2차 열처리하는 소둔부; 상기 소둔부에서 인출되는 상기 선재의 권취를 위해 상기 선재의 장력을 조절하는 제2 장력 조절부; 및 상기 제2 장력 조절부를 통과한 상기 선재를 구동력에 의해 회전하는 보빈에 권취하는 권취부;를 포함할 수 있다.

상기 소둔부는, 입구에 순차적으로 설치되어 상기 선재에 낮은 전압으로 서서히 열을 가해주는 제1 및 제2 예열부재; 상기 제1 및 제2 예열부재에서 열을 가해준 선재가 투입되어, 질소가스 분위기를 조성하는 밀폐 챔버 내부에 설치된 가열부재에서 상기 선재를 완전 가열을 하도록 하는 소둔부재; 및 상기 소둔부재를 통과한 상기 선재를 건조시키는 건조부재;를 포함할 수 있다.

상기 건조부재는, 상기 선재에 낮은 전압으로 서서히 열을 가해주는 제1 건조부재; 및 상기 제1 건조부재를 통해 1차 건조된 선재를 에어로 2차 건조하는 제2 건조부재;를 포함할 수 있다.

상기 압축부는 내면에 표면적을 증가시킬 수 있도록 요철 형태의 구멍이 형성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 압축도체 전선의 제조시 집합(연선) 공정 이후에 선재의 틈을 없애 공극을 줄이도록 선재 압축공정이 추가되고 선재 압축 후 소둔기를 통해 2차에 걸쳐 열처리 공정이 진행됨으로써 소둔기 내부의 수분 관리와. 선재의 수분 제거가 가능하여 제품의 신뢰성이 확보 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 압축 및 연선 공정에서 다소 연신율이 감소되는 부분은 후단의 소둔기 작업의 2차 열처리 공정을 통하여 회복이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 경량화 압축도체 전선의 제조 방법을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 경량화 압축도체 전선의 제조 방법 중 선재 2차 풀림 열처리 단계의 세부 단계를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 경량화 압축도체 전선의 제조 장치를 도시한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 경량화 압축도체 전선의 제조 장치 중 신선기를 도시한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 경량화 압축도체 전선의 제조 장치 중 연선기를 도시한 개략도이다.
도 6은 본 발명의 경량화 압축도체 전선의 제조 장치 중 소둔기를 도시한 개략도이다.
도 7은 본 발명의 경량화 압축도체 전선의 제조 장치에 의해 제조된 압축도체의 미세조직과 기존도체를 분석한 이미지이다.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 경량화 압축도체 전선의 제조 방법 및 그 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 경량화 압축도체 전선의 제조 방법을 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 경량화 압축도체 전선의 제조 방법 중 선재 2차 풀림 열처리 단계의 세부 단계를 도시한 블록도이고, 도 3은 본 발명의 경량화 압축도체 전선의 제조 장치를 도시한 개략도이고, 도 4는 본 발명의 경량화 압축도체 전선의 제조 장치 중 신선기를 도시한 개략도이고, 도 5는 본 발명의 경량화 압축도체 전선의 제조 장치 중 연선기를 도시한 개략도이고, 도 6은 본 발명의 경량화 압축도체 전선의 제조 장치 중 소둔기를 도시한 개략도이며, 도 7은 본 발명의 경량화 압축도체 전선의 제조 장치에 의해 제조된 압축도체의 미세조직과 기존도체를 분석한 이미지이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 경량화 압축도체 전선의 제조 방법은 선재 신선 단계(S100), 선재 1차 열처리 단계(S110), 선재 연선 단계(S120), 선재 압축 단계(S130) 및 선재 2차 풀림 열처리 단계(S140)를 포함한다.

선재 신선 단계(S100)는 전선 원자재를 신선기(100)를 통해 요구하는 사이즈의 선재(W)로 신선하는 단계이다.

즉, 선재 신선 단계(S100)는 제1 송출부(110)를 통해 송출된 전선 원자재를 다이스(120)의 다이스 구멍을 통과시키면서 원하는 직경으로 감소되도록 한 후 제1 권취부(140)의 권취 보빈에 제1 열처리부(130)에 의해 열처리된 선재(W)를 감게 된다.

선재 1차 열처리 단계(S110)는 선재 신선 단계(S100)의 수행 과정에서 제1 열처리부(130)에 의해 신선된 선재(W)를 집합의 용이함 및 선재에 연성을 부여하기 위하여 열처리하는 단계이다.

선재 연선 단계(S120)는 신선 공정이 완료된 선재(W)를 연선기(200)에서 여러 가닥으로 꼬아 연선하는 단계이다.

즉, 선재 연선 단계(S120)는 신선기(100)에서 송출된 신선 공정이 완료된 선재(W) 여러가닥이 유입되어 1차 꼬임공정으로 이룬 합사가 압축부(220)를 통과하면서 완성 외경을 갖도록 공극을 없앤 선재(W)를 별도의 구동원으로부터 구동력을 전달받아 고속으로 회전하는 아치형의 보우(233) 일단으로 유입되어 이송 안내되고, 그 보우(233)의 타단으로 유출되어 제2 가이드 롤러(232)를 통과하면서 2차 꼬임이 발생하며, 그리고 이렇게 1.2차 연사과정을 거치어 이룬 선재(W)가 일정 피치로 캡스턴(240) 및 캡스턴(242)에 의해 견인되어 축에 교체방식으로 설치되는 제2 권취부(250)의 보빈에 감게 되는 단계이다.

선재 압축 단계(S130)는 선재 연선 단계(S120) 수행 중에 선재(W)를 압축부(220)를 통과시키면서 공극이 없도록 선재(W)를 압축시키는 단계이다.

이때, 선재 압축 단계(S130)는 선재(W)를 압축부(220) 내면에 요철 형태의 구멍을 통과시켜 굴곡을 갖는 표면을 갖아 표면적을 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 전기가 선재(W)의 표면을 타고 흐를 때 저항을 감소시키는 이점이 있다. 한편, 선재 압축 단계(S130) 수행시 선재(W)를 굴곡이 없도록 압축할 수도 있다.

선재 2차 풀림 열처리 단계(S140)는 도 2에 도시된 바와 같이 압축부(220)에 의해 압축된 선재(W)를 소둔기(300)에서 2차로 풀림 열처리 하는 단계이며, 세부적으로 선재 송출 단계(S141), 선재 1차 장력 조절 단계(S142), 선재 소둔 단계(S143), 선재 2차 장력 조절 단계(S144) 및 선재 권출 단계(S145)를 포함한다.

선재 송출 단계(S141)는 송출부(310)의 송출 보빈(312)을 구동모터(도면에 미도시)에 의해 회전시켜 송출부(310)에 감겨있는 압축된 선재(W)를 소둔 공정을 위해 송출시키는 단계이다.

선재 1차 장력 조절 단계(S142)는 송출부(310)에서 송출되는 선재(W)의 장력을 1차로 조절하는 단계이다.

즉, 선재 1차 장력 조절 단계(S142)는 선재(W)가 제1 댄서 롤러(322)와 제1 승강 롤러(324)에 수차례 감긴 상태에서 선재(W)의 장력이 요구되면 제1 승강조절부재(326)에 의해 제1 승강 롤러(324)를 승강 또는 하강시키게 되며, 선재(W)의 공급 속도에 따라 제1 승강 롤러(324)의 상하 위치를 변위센서(도면에 미도시)가 검출하게 된다.

선재 소둔 단계(S143)는 1차로 장력이 조절된 선재(W)를 2차 열처리하여 연성의 증가, 경도 및 강도의 저감, 잔류 응력의 해소, 미세 결정립의 균일성 확보하는 단계이다.

즉, 선재 소둔 단계(S143)는 선재(W)에 통전식으로 전기를 흘려 저항열을 가해주는 방식에 의해 소둔하는 단계로, 예열부재에 의한 예열 단계, 소둔부재에 의한 소둔 단계 및 건조부재에 의한 건조 단계로 세부화한다.

예열부재에 의한 예열 단계는 통전식으로 선재(W)에 낮은 전압의 전기를 서서히 흘려 저항열을 가해주는 제1 예열부재(3332) 및 제2 예열부재(3334)에 의해 선재(W)를 예열하는 단계이다.

소둔부재에 의한 소둔 단계는 제1 예열부재(3332) 및 제2 예열부재(3334)에 의해 예열된 선재(W)를 질소가스 분위기를 조성하는 소둔부재(3340)의 밀폐 챔버(3342) 내부의 가열부재(3344)에서 선재(W)를 완전 가열하게 된다.

한편, 소둔부재에 의한 소둔 단계는 냉각수 분사구(3343b)를 통해 유입된 냉각수를 통해 가열부재(3344)의 냉각이 가능하다.

건조부재에 의한 건조 단계는 소둔부재에 의한 소둔 단계에서 가열부재(3344)를 통해 선재(W)를 완전 가열한 후에 압축된 선재(W)에 수분이 잔류하지 않도록 건조하는 단계이다.

이때, 건조부재에 의한 건조 단계는 전극링 구조를 갖는 제1 건조롤러(3354a) 및 제2 건조롤러(3354b)에 의해 제2 몸체(3352) 내부로 반입된 선재(W)에 낮은 전압으로 서서히 열을 가해줘 1차 건조시키는 단계와, 제1 건조롤러(3354a) 및 제2 건조롤러(3354b)를 통해 1차 건조된 선재(W)를 제2 몸체(3352)의 상부에 구비된 제2 건조부재(3356)의 공기에 의해 2차 건조하는 단계로 구성된다.

선재 2차 장력 조절 단계(S144)는 소둔부(330)를 통과한 선재(W)의 장력을 2차로 조절하는 단계이다.

즉, 선재 2차 장력 조절 단계(S144)는 선재(W)가 제2 댄서 롤러(342)와 제2 승강 롤러(344)에 수차례 감긴 상태에서 선재(W)의 장력이 요구되면 제2 승강조절부재(346)에 의해 제2 승강 롤러(344)를 승강 또는 하강시키게 되며, 선재(W)의 공급 속도에 따라 제2 승강 롤러(344)의 상하 위치를 변위센서(도면에 미도시)가 검출하게 된다.

선재 권출 단계(S145)는 권취부(350)의 권취 보빈(352)을 구동모터(도면에 미도시)에 의해 회전시켜 권취부(350)에 감겨있는 소둔 공정이 완료된 선재(W)를 권취시키는 단계이다.

도 3 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 경량화 압축도체 전선의 제조 장치(10)는 신선기(100), 연선기(200) 및 소둔기(300)를 포함한다.

신선기(100)는 도 4에 도시된 바와 같이 전선 원자재를 원하는 사이즈의 선재(W)로 신선하며, 제1 송출부(110), 다이스(120), 제1 열처리부(130) 및 제1 권취부(140)를 포함한다.

제1 송출부(110)는 구동모터(도면에 미도시)의 구동력에 의해 회전하는 송출 보빈에 권취된 전선 원자재를 회전 과정에서 후방의 다이스(120)로 공급한다.

다이스(120)는 복수 설치되어 제1 송출부(110)에서 인출된 선재(W)의 직경을 단계적으로 감소시키도록 서로 다른 내경의 다이스 구멍을 가진다.

즉, 다이스(120)는 출구측 다이스 구멍의 직경이 입구측 다이스 구멍보다 직경이 작게 형성되어 출구측 다이스 구멍을 통과하면서 해당 면적을 갖도록 선재(W)가 신선되게 한다.

제1 열처리부(130)는 신선된 선재(W)를 열처리한다.

제1 권취부(140)는 제1 열처리부(130)에 의해 열처리된 선재(W)를 구동모터(도면에 미도시)의 구동력에 의해 회전하는 권취 보빈에 감게 한다.

연선기(200)는 도 5에 도시된 바와 같이 신선기(100)와 이웃하게 설치되어 신선기(100)를 거치면서 가공된 선재(W)를 여러 가닥으로 꼬아 연선하며, 레이 플레이트(210), 압축부(220), 가이드 롤러(230, 232, 234, 236, 238), 아이들러 캡스턴(240), 캡스턴(242) 및 제2 권취부(250)를 포함한다..

레이 플레이트(lay plate: 210)는 몇가닥의 선재(W)가 유입되어 1차 꼬임공정이 수행되는 집합 다이스이다.

압축부(220)는 레이 플레이트(210)에서 나온 연선 완료된 선재(W)가 내부로 인입되면서 완성 외경을 갖도록 공극을 없애 경량화 및 세선화된 선재(W)를 생산하도록 한다.

이때, 압축부(220)는 내면에 요철 형태의 구멍이 형성되어 통과되는 선재(W)의 표면적을 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 전기가 선재(W)의 표면을 타고 흐를 때 저항을 감소시키는 이점이 있다.

제1 내지 제5 가이드 롤러(230, 232, 234, 236, 238)는 압축부(220)를 통과한 선재(W)의 이동방향을 안내한다.

한편, 제2 권취부(250)의 동심축을 회전중심으로 고속 회전하는 아치형의 보우(bow: 233)를 구비하여 제1 가이드 롤러(230)에서 제2 가이드 롤러(232)로 이송된다.

더욱이, 보우(233)의 타단으로 유출되어 제2 가이드 롤러(232)를 통과하면서 선재(W)에 2차 꼬임이 발생한다.

아이들러 캡스턴(idler capsten: 240) 및 캡스턴(capsten: 242)은 제3 가이드 롤러(234)와 제4 가이드 롤러(236)의 사이에 배치되어 1, 2차 연사과정을 거친 선재(WR)가 일정 피치로 견인되어 후술할 제2 권취부(250)에 권취되도록 안내한다.

제2 권취부(250)는 제4 가이드 롤러(236)를 통과한 선재(W)가 제5 가이드 롤러(238)를 거친 후 경량화 및 세선화된 선재(W)를 구동모터(도면에 미도시)의 구동력에 의해 회전하는 권취 보빈에 감게 한다.

이때, 제5 가이드 롤러(238)와 제2 권취부(250)의 사이에는

제2 권취부(250)의 보빈에 권출되는 선재(W)의 이동 방향을 좌우로 한정하도록 좌우 이동하는 트레버스 가이드(traverse guide: 252)가 보빈의 상측에 구비된다.

따라서, 연선기(200)는 레이 플레이트(210)에 몇가닥의 선재(W)가 유입되어 1차 꼬임공정으로 이룬 합사가 압축부(220)를 통과하면서 완성 외경을 갖도록 공극을 없앤 선재(W)를 별도의 구동원으로부터 구동력을 전달받아 고속으로 회전하는 아치형의 보우(233) 일단으로 유입되어 이송 안내되고, 그 보우(233)의 타단으로 유출되어 제2 가이드 롤러(232)를 통과하면서 2차 꼬임이 발생하며, 그리고 이렇게 1.2차 연사과정을 거치어 이룬 선재(W)가 일정 피치로 캡스턴(240) 및 캡스턴( 242)에 의해 견인되어 축에 교체방식으로 설치되는 제2 권취부(250)에 와인딩시키어 선재를 제조하게 된다.

소둔기(300)는 도 6에 도시된 바와 같이 연선기(200)에서 압축된 선재를 2차로 풀림 열처리하며, 송출부(310), 제1 장력 조절부(320), 소둔부(330), 제2 장력 조절부(340), 권취부(350) 및 컨트롤러를 포함한다.

송출부(310)는 연선기(200)에서 반출된 선재(W)를 구동모터(도면에 미도시)의 구동력에 의해 회전하는 송출 보빈(312)을 통해 공급한다.

즉, 송출부(310)는 댄서(장력조절부)의 역할로, 댄서 신호에 따라 양을 조절하며, 제2 장력 조절부(340)와 연동하여 송출에서 빨리 내보내면 권취부에서 빠르게 감고, 송출부에서 느리게 내보내면 느리게 권취하게 된다.

송출 보빈(312)에서 선재(W)를 클램핑하는 클램프는 도면에는 도시하지 않았지만 에어 실린더 방식을 사용하고 출구에 가이드 롤러(314)를 설치하게 된다.

또한, 송출 보빈(312)에서 권출되는 선재(W)의 이동 방향을 좌우로 한정하도록 좌우 이동하는 어댑터(도면에 미도시)가 송출 보빈(312)의 상측에 구비된다.

제1 장력 조절부(320)는 송출부(310)에서 송출되는 선재(W)의 장력을 조절하며, 개폐가 가능한 함체 내부에 설치된 제1 댄서 롤러(322), 제1 승강 롤러(324) 및 제1 승강조절부재(326)를 포함한다.

제1 댄서 롤러(322)는 함체 내 상측에서 선재(W)의 공급 경로 상에서 구비되며, 외주면에 다수의 결속홈이 형성된다.

제1 승강 롤러(324)는 제1 댄서 롤러(322)의 하측에 위치되며 외주면에 다수의 결속홈이 형성되며, 상하 위치를 변위센서가 검출하여 하강시 선재(W)의 장력이 커지게 하고, 상승시 선재(W)의 장력이 작아지게 한다.

제1 승강조절부재(326)는 제1 승강 롤러(324)를 승강시키는 기능을 하되, 제1 승강 롤러(324)의 상하 위치를 변위센서(도면에 미도시)가 검출하여 컨트롤러로 전송하게 되며, 컨트롤러의 제어를 통해 설정값에 맞게 높이가 조절된다.

제1 댄서 롤러(322)의 홈과 제1 승강 롤러(32)의 홈에 선재(W)가 다수회 감긴 상태에서 제1 승강 롤러(324)가 제1 승강조절부재(326)에 의해 승강되면서 선재(W)의 장력을 조절하게 된다.

소둔부(330)는 제1 장력 조절부(320)에 의해 장력이 조절된 상태로 공급되는 선재(W)를 2차 열처리하여 연성의 증가, 경도 및 강도의 저감, 잔류 응력의 해소, 미세 결정립의 균일성 확보를 목적으로 하며, 예열부재(3330), 소둔부재(3340) 및 건조부재(3350)를 포함한다. 이때, 예열부재(3330), 소둔부재(3340) 및 건조부재(3350)는 전면이 개폐되는 커버(332)에 의해 마감된다.

예열부재(3330)는 커버(332)의 입구에 설치되되 통전식으로 선재(W)에 낮은 전압의 전기를 서서히 흘려 저항열을 가해주는 롤러로 구동력에 의해 회전되며, 수평방향으로 설치되면서 전극링 구조로 구비된 제1 예열부재(3332) 및 제2 예열부재(3334)를 포함한다.

이때, 제1 예열부재(3332) 및 제2 예열부재(3334)의 둘레면에 감기는 선재(W)는 다수의 가이드롤러(3336)에 의해 진행 방향이 바뀌게 되면서 예열 과정을 거친 후 이동된다.

소둔부재(3340)는 제1 및 제2 예열부재(3332, 3334)에서 열을 가해준 선재(W)가 투입되어, 가열부재(3344)에서 선재(W)를 완전 가열을 하도록 하며, 제1 몸체(3342) 및 가열부재(3344)를 포함한다.

챔버(3342)는 밀폐되며, 선재(W)의 소둔시 산화에 의한 선재(W)의 변색을 막기 위해 질소가 투입되도록 상단에 구비된 질소가스 투입구(3343a)와, 가열부재(3344)에 지속적으로 냉각수를 분사하도록 하단에 구비된 냉각수 분사구(3343b)를 포함한다.

냉각수 분사구(3343b)는 냉각수 탱크(도면에 미도시)와 연결되며, 히터(도면에 미도시)에 의해 냉각수의 가열도 가능하다.

가열부재(3344)는 챔버(3342)내 하부에 설치되면서 히터(도면에 미도시)에 의해 온도 조절이 가능한 롤러로 구동력에 의해 회전되며, 제1 및 제2 예열부재(3332, 3334)를 통과하면서 예열된 선재(W)를 제1 및 제2 예열부재(3332, 3334)의 가열 온도보다 높은 온도로 완전 가열하게 된다.

건조부재(3350)는 전극링 구조로 구비되어 소둔기(300) 및 소둔부재(3340)를 통과한 선재(W)를 수분을 제거하며, 제2 몸체(3352), 제1 건조부재 및 제2 건조부재(3356)를 포함한다.

제2 몸체(3352)는 도어에 의해 개폐되며, 내부 상하에 제1 건조롤러(3354a) 및 제2 건조롤러(3354b)로 구성된 제1 건조부재가 설치된다.

제1 건조부재는 구동력에 의해 회전되는 제1 건조롤러(3354a) 및 제2 건조롤러(3354b)로 구성되며, 예열부재(3330)와 마찬가지로 전극링 구조를 통해 선재(W)에 낮은 전압으로 서서히 열을 가해준다.

제2 건조부재(3356)는 제2 몸체(3352)의 상부에 구비되어 제1 건조롤러(3354a) 및 제2 건조롤러(3354b)를 통해 1차 건조된 선재(W)를 에어로 2차 건조한다. 이때, 제2 건조부재(3356)는 에어 와이퍼 등이 이에 적용될 수 있다.

더욱이, 소둔부재(3340)와 건조부재(3350)의 사이 그리고 건조부재(3350)의 내부 그리고 건조부재(3350)와 제2 장력 조절부(340)의 사이에 선재(W)의 이동 방향을 안내하는 가이드 롤러(3358)가 각각 설치된다.

제2 장력 조절부(340)는 소둔부(330)에서 소둔 후 인출되는 선재(W)의 장력을 조절하며, 개폐가 가능한 함체 내부에 설치된 제2 댄서 롤러(342), 제2 승강 롤러(344) 및 제2 승강조절부재(346)를 포함한다.

제2 댄서 롤러(342)는 함체 내 상측에서 선재(W)의 공급 경로 상에서 구비되며, 외주면에 다수의 결속홈이 형성된다.

제2 승강 롤러(344)는 제2 댄서 롤러(342)의 하측에 위치되되 외주면에 다수의 결속홈이 형성되며, 상하 위치를 변위센서가 검출하여 하강시 선재(W)의 장력이 커지게 하고, 상승시 선재(W)의 장력이 작아지게 한다.

제2 승강조절부재(346)는 제2 승강 롤러(344)를 승강시키는 기능을 하되, 제2 승강 롤러(344)의 상하 위치를 변위센서(도면에 미도시)가 검출하여 컨트롤러로 전송하게 되며, 컨트롤러의 제어를 통해 설정값에 맞게 높이가 조절된다.

제2 댄서 롤러(342)의 홈과 제2 승강 롤러(344)의 홈에 선재(W)가 다수회 감긴 상태에서 제2 승강 롤러(344)가 제2 승강조절부재(346)에 의해 승강되면서 선재(W)의 장력을 조절하게 된다.

권취부(350)는 제2 장력 조절부(340)에서 장력이 조절된 상태로 반출된 선재(W)를 구동모터(도면에 미도시)의 구동력에 의해 회전하는 권취 보빈(352)에 감기게 한다.

권취 보빈(352)에서 선재(W)를 클램핑하는 클램프는 도면에는 도시하지 않았지만 에어 실린더 방식을 사용하고 입구에 가이드 롤러(354)를 설치하게 된다.

또한, 권취 보빈(352)에 권출되는 선재(W)의 이동 방향을 좌우로 한정하도록 좌우 이동하는 트레버스(도면에 미도시)가 권취 보빈(352)의 상측에 구비된다.

컨트롤러는 도면에는 도시하지 않았지만, 송출부(310), 제1 장력 조절부(320), 소둔부(330), 제2 장력 조절부(340), 권취부(350) 등을 제어하도록 중앙 집중 컨트롤 방식으로 구현된다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 경량화 압축도체 전선의 제조 장치에 의해 제조된 압축도체의 압축 공정 전후의 미세조직을 주사전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscope)으로 분석하였다.

미세 조직의 분석결과 압축도체와 AVSS 도체의 미세조직은 매우 조밀하고 균일한 형태를 나타내고 있음을 확인 할 수 있었다.

압축도체는 AVSS 도체의 미세조직은 거의 유사하나 압축도체의 미세조직이 다소 조직의 경계가 불분명하거나 조직의 간격이 작아 좀 더 조밀한 조직 구성을 나타냄을 확인하였다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10: 경량화 압축도체 전선의 제조 장치
100: 신선기 200: 연선기
300: 소둔기 310: 송출부
320: 제1 장력 조절부 322: 제1 댄서 롤러
324: 제1 승강 롤러 326: 제1 승강조절부재
330: 소둔부 332: 커버
3330: 예열부재 3332: 제1 예열부재
3334: 제2 예열부재 3340: 소둔부재
3342: 제1 몸체 3343a: 질소가스 투입구
3343b: 냉각수 분사구 3344: 가열부재
3350: 건조부재 3352: 제2 몸체
3354a, 3354b:제1, 2 건조롤러 3356: 제2 건조부재
340: 제2 장력 조절부 342: 제2 댄서 롤러
344: 제2 승강 롤러 346: 제2 승강조절부재
350: 권취부

Claims

전선 원자재를 요구하는 사이즈의 선재로 신선하는 제1 단계;
상기 선재의 신선 과정에서 상기 선재에 1차 열처리를 수행하는 제2 단계;
상기 선재를 여러 가닥으로 꼬아 연선하는 제3 단계;
상기 연선한 선재의 인출시 경량화 및 세선화를 위해 상기 선재를 압축부에서 압축하는 제4 단계; 및
상기 압축한 선재를 2차로 풀림 열처리 하는 제5 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량화 압축도체 전선의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 제5 단계는,
상기 압축부에 의해 압축된 상기 선재를 송출하는 단계;
상기 송출된 선재에 통전식으로 전기를 흘려 저항열을 가해주는 방식에 의해 소둔하는 단계; 및
소둔 완료된 상기 선재를 권취하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량화 압축도체 전선의 제조 방법.
제2항에 있어서,
상기 선재 소둔 단계 수행시 제1 예열부재 및 제2 예열부재에서 낮은 전압으로 상기 선재에 서서히 열을 가해준 후 질소가스 분위기를 조성하는 밀폐 챔버 내부의 가열부재에서 상기 선재를 완전 가열하는 것을 특징으로 하는 경량화 압축도체 전선의 제조 방법.
제2항에 있어서,
상기 선재 소둔 단계 수행시 상기 선재를 완전 가열한 후에 압축된 선재를 열로 건조하는 단계가 진행되는 것을 특징으로 하는 경량화 압축도체 전선의 제조 방법.
제2항에 있어서,
상기 선재 소둔 단계 수행시 상기 선재를 에어로 건조하는 단계가 진행되는 것을 특징으로 하는 경량화 압축도체 전선의 제조 방법.
제1항에서,
상기 제4 단계 수행시 상기 선재를 압축부 내면에 요철 형태의 구멍을 통과시켜 굴곡을 갖는 표면을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 경량화 압축도체 전선의 제조 방법.
전선 원자재를 요구하는 사이즈의 선재로 신선하는 신선기;
상기 신선기에 설치되어 상기 선재의 신선 과정에서 상기 선재를 1차 열처리하는 제1 열처리부;
상기 신선기와 이웃하게 설치되어 상기 선재를 여러 가닥으로 꼬아 연선하는 연선기;
상기 연선기에 설치되어 인출되는 경량화 및 세선화를 위해 상기 선재를 압축하는 압축부; 및
상기 연선기와 이웃하게 설치되어 상기 압축된 선재를 2차로 풀림 열처리 하는 소둔기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량화 압축도체 전선의 제조 장치.
제7항에 있어서, 상기 소둔기는,
상기 압축부에 의해 압축된 상기 선재를 구동력에 의해 회전하는 보빈을 통해 공급하는 송출부;
상기 송출부에서 송출되는 선재의 장력을 조절하는 제1 장력 조절부;
상기 제1 장력 조절부에 의해 장력이 조절된 상태로 공급되는 상기 선재를 2차 열처리하는 소둔부;
상기 소둔부에서 인출되는 상기 선재의 권취를 위해 상기 선재의 장력을 조절하는 제2 장력 조절부; 및
상기 제2 장력 조절부를 통과한 상기 선재를 구동력에 의해 회전하는 보빈에 권취하는 권취부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량화 압축도체 전선의 제조 장치.
제8항에 있어서, 상기 소둔부는,
입구에 순차적으로 설치되어 상기 선재에 낮은 전압으로 서서히 열을 가해주는 제1 및 제2 예열부재;
상기 제1 및 제2 예열부재에서 열을 가해준 선재가 투입되어, 질소가스 분위기를 조성하는 밀폐 챔버 내부에 설치된 가열부재에서 상기 선재를 완전 가열을 하도록 하는 소둔부재; 및
상기 소둔부재를 통과한 상기 선재를 건조시키는 건조부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량화 압축도체 전선의 제조 장치.
제9항에 있어서, 상기 건조부재는,
상기 선재에 낮은 전압으로 서서히 열을 가해주는 제1 건조부재; 및
상기 제1 건조부재를 통해 1차 건조된 선재를 에어로 2차 건조하는 제2 건조부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량화 압축도체 전선의 제조 장치.
제7항에 있어서,
상기 압축부는 내면에 표면적을 증가시킬 수 있도록 요철 형태의 구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 경량화 압축도체 전선의 제조 방법.